Способ и приспособление для определения линейной скорости направленной кристаллизации металлов и сплавов

Способ и приспособление для определения линейной скорости направленной кристаллизации металлов и сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Л МИ84

Кл =c; 42 к, 29

ОПИСАНИЕ способа и приспособления для определения линейно" скорости направленной кристаллизации металлов и сплавов.

К авторскому свидетельству N. Я. Граната, заявленному 4 февраля

1984 года (спр. о перв. М 141638).

0 вь:даче авторского свидетельства опубликовеко 31 марта 1936 года. (134) Определение скоростей кристаллизации различных металлов и сплавов является необходимым для выявления процесса застывания слитков и отливок и возможности регулирования этого процесса.

Скорости кристаллизации для большей части применяемых металлов, сплавов незвестны, так как выращивание моно-кристаллов связано с большими

1 трудностями. Существующие способы,, измерения скоростей кристаллизации основаны на скоростях роста кристаллов

Предлагаемый способ определения ли- нейной скорости направленной кристал- I лизации металла и сплавов при одностороннем их охлаждении заключается в, том, что определение скорости кристаллизации производят при помощи регистрации рентгеновским путем перемещения границы между жидкой и твердой фазой. Для одностороннего охлаждения металла в периоде его кристаллизации, применяется коробка с нагревательным I и охлаждающим элементами и источник рентгеновых лучей с направлением пучка перпендикулярно к направлению роста кристаллов.

На чертеже фиг. 1 изображает боковой вид приспособления; фиг. 2 — вид его спереди с частичным разрезом камеры для образца; фиг. 3 †в приспособления сверху с частичным поперечным разрезом камеры для образца.

Приоор состоит из металлической коробки 1, укрепленной над трубчатой печью 2. Печь 2 снабжена салазками 4. несущими винт 3, служащий для перемещения печи вверх и вниз путем ввинчивания или вывинчивания его в гайке 5. жестко прикр пленной к станине 6..цля сообщения вращения винту 3 служит электромо-.ор 7, с которым винт 3 соединен гибким валом 8. Внутр печи 2 на одной вертикальной GcH с печью и коробкой I на неподвижной огнеупорной подставке 9 установлен графитовый или другого огнеупорного материала тигель

10, имеющий прямоуголь;- ое сечение, Высота подставки 9 и перемещения винта 3 в приспособлении выбирают такими. чтобы при передвижении коробки 1 с печью 2 тигель мог находиться или внутри коробки 1 (как это представлено на чертеже) или в плавильном пространстве трубчатой печи 2.

Внутри коробки 1 у одной из ее сте. нок имеется пустотелый металлический, охлаждаемый жидкостью элемент в виде пластинки 11. Этот элемент может быть также и сплошным металлическим без искусственного охлаждения. У противоположной стенки имеется нагревательный элемент 12 в виде П-образной керамической ребристой плитки, с размещенной между ее ребрами проволокой (нихромовой, константановой, платиновой или.цр.), накаливаемой, при пропускании через нее тока, подведенного через контакты 13, до температуры 800 и выше в зависимости от температуры плавления испытуемого металла или сплава.

Плотность прилегания элементов 11, 12 .к тиглю обеспечивается нажимным устройством 13а. На некотором расстоянии от коробки 1 установлена рентгеновская трубка 74 с предохранительным свинцовым щитом перед ней. Щель, имеющаяся в предохранительном щите, служит для пропуска пучка рентгеновских лучей. Стенка коробки 1, расположенная на стороне, противоположной рентгеновской трубке 14, снабжена пазами 1б, в которые вставляется кассета 17. B кассете имеется рентгеновская пленка, помещенная между двумя усиливающими экранами. Вместо кассеты 17 в пазы 16 может быть установлен и экран для непосредственного наблюдения за процессом испытания. Экран может быть разграфлен в виде сетки непрозрачным для рентгеновых лучей материалом, например, в виде свинцовых проволочек, натянутых на рамку.

При испытании, печь 2 с укрепленной над ней коробкой 1 устанавливается так, чтобы тигель с металлом находился в плавильном пространстве печи 2. После расплавления металла и небольшом перегреве его печь 2 с коробкой 1 передвигается вниз до тех пор, пока тигель

10 не окажется внутри коробки 1, причем при помощи нажимного устройства

13а обеспечивают плотное прилегание .к тиглю охлаждающего элемента 71, с одной стороны, и нагревательного элемента 72, с другой. С этого момента у стенки тигля 70, прилегающей к охлаждающему элементу 17, в жидком расплавленном металле начинается процесс кристаллизации.

На других же стенках кристаллизация не имеет места, так как стенки эти обогреваются другим элементом 12 в виде

fl-образной керамической плитки 12. ,Далее включается рентгеновская установка для просвечивания. Излучаемые трубкой 14 лучи проходят через слой металла в тигле (частью жидкой, частью застывший) и падают на чувствительную пленку, помещенную в кассете 17, или на экране, разграфленном сеткой. Интенсивность рентгеновских лучей, прошедших через образец, зависит от плотности материала. B данном случае в тигле будет находиться жидкая и твердая фазы состояния металла: жидкий металл и образовавшиеся кристаллы. Плотность этих фаз различна, а поэтому лучи, прошедшие через застывший слой, и лучи, прошедшие через жидкий слой, будут иметь различную интенсивность. Таким образом, на пленке или экране можно определить границу двух различно затемненных областей, соответствующую границе жидкого и твердого металла в тигле. Фиксируя положение этой границы через определенные промежутки времени, легко получить среднюю скорость кристаллизации..

П р едмет изобретения.

1. Способ определения линейной скорости неоправленной кристаллизации металлов и сплавов при одностороннем их охлаждении, отличающийся тем, что определение скорости кристаллизации производят при посредстве регистрации рентгеновским путем перемещения границы между жидкой и твердой фазой.

2. Приспособление для осуществления способа по и. 1, отличающееся применением для одностороннего охлаждения металла в периоде его кристаллизации коробки 1 с нагревательным 12 и охлаждающим 71 элементом и источника рентгеновских лучей с направлением пучка перпендикулярно к направлению роста кристаллов. . 3. В приспособлении по и. 2 применение для наблюдения за перемещением границы между жидкой и твердой фазами экрана с разграфленной непрозрачным для рентгеновых лучей материалом сеткой.

4. В приспособлении по и. 2 применение для наблюдения за перемещением границы между жидкой и твердой фазами обычного метода рентгено-фотесъемки.